吉林省四平市公主嶺實(shí)驗(yàn)中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析

吉林省四平市公主嶺實(shí)驗(yàn)中學(xué)2021年高三物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，均勻光滑的小球靜止在光滑的墻壁與木板之間，墻壁對(duì)小球的彈力為F1，木板對(duì)小球的彈力F2，當(dāng)墻壁與木板的夾角α增大時(shí)(α<90°)A．F1增大，F(xiàn)2減小B．F1減小，F(xiàn)2增大C．F1、F2都減小D．F1、F2都增大參考答案：C2.原子核反應(yīng)有廣泛的應(yīng)用，如用于核電站等。在下列核反應(yīng)中，屬于核裂變反應(yīng)的是（

）A.

B.C.

D.

參考答案：D3.一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度—時(shí)間圖象如圖所示，下列說法正確的是A．第1s末質(zhì)點(diǎn)的位移和速度都改變方向B．第2s末質(zhì)點(diǎn)的位移改變方向C．在0~4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為零D．第3s末和第5s末質(zhì)點(diǎn)的位置相同參考答案：

答案：CD4.（單選）如圖所示，MON為固定的“L”形直角光滑絕緣板，ON置于水平地面上，P為一可移動(dòng)的光滑絕緣豎直平板．現(xiàn)有兩個(gè)帶正電小球A、B，小球A置于“L”形板的直角處，小球B靠在P板上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球A、B位于同一豎直平面內(nèi)，若將P板緩慢向左平移，則下列說法正確的是（）A．B對(duì)P板的壓力變大B．A對(duì)ON板的壓力變小C．A、B間的距離不變D．A、B系統(tǒng)的電勢能減小參考答案：考點(diǎn)：庫侖定律；力的合成與分解的運(yùn)用；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．分析：本題考查了動(dòng)態(tài)平衡問題，研究系統(tǒng)之外物體施加給系統(tǒng)的力時(shí)可以以系統(tǒng)為研究對(duì)象，如在討論A對(duì)ON的壓力變化時(shí)；在具體到每個(gè)物體受力情況時(shí)，可以采取隔離法；判斷系統(tǒng)電勢能的變化要看電場力做功情況，可以通過判斷A、B球之間距離變化情況進(jìn)行判斷，若距離增大，電場力正功，距離減小，電場力做負(fù)功．解答：解：以整體為研究對(duì)象可知，ON對(duì)A球的支持力大小等于A、B兩球的重力，由牛頓第三定律可知A對(duì)ON的壓力也等于A、B兩球的重力，因此移動(dòng)P板過程中，A對(duì)ON壓力不變，故B錯(cuò)誤；隔離B球受力如圖所示，根據(jù)受力平衡有：FN=mgtanθ，=F=k當(dāng)P板緩慢向左平移時(shí)，θ角變小，因此P板給球B的支持力減小，根據(jù)作用力與反作用力可知B球?qū)板的壓力變小，故A錯(cuò)誤；θ角變小，cosθ變大，因此庫侖力F減小，兩球之間的距離增大，電場力做正功，系統(tǒng)電勢能減小，故C錯(cuò)誤，D正確．故選：D．點(diǎn)評(píng)：在平衡問題正確應(yīng)用“整體、隔離法”往往可以使問題變得簡單，對(duì)物體正確進(jìn)行受力分析依據(jù)所處狀態(tài)列方程是解決平衡問題的關(guān)鍵．5.下列說法正確的是A．天然放射現(xiàn)象說明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

B．放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期減小C．核裂變與聚變都伴有質(zhì)量虧損

D．氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)要吸收光子參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.幾個(gè)力如果都作用在物體的

，或者它們的

相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力．參考答案：．同一點(diǎn)

延長線7.如圖1－8所示，理想變壓器原線圈與一10V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個(gè)小燈泡a和b，小燈泡a的額定功率為0.3W，正常發(fā)光時(shí)電阻為30Ω.已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09A，可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為________，流過燈泡b的電流為________A.圖1－9參考答案：10∶30.28.用圖甲所示的裝置利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)測得小車的質(zhì)量為，木板的傾角為。實(shí)驗(yàn)過程中，選出一條比較清晰的紙帶，用直尺測得各點(diǎn)與A點(diǎn)間的距離如圖乙所示：AB=；AC=；AD=；AE=。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，重力加速度為g，小車與斜面間摩擦可忽略不計(jì)。那么打D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為

；取紙帶上的BD段進(jìn)行研究，合外力做的功為

，小車動(dòng)能的改變量為

。參考答案：9.汽艇靜水中的速度為5m/s，河水的流速為3m/s，若該汽艇渡過寬為80m的河道至少需要

s的時(shí)間；若汽艇要以最短的位移渡河，所用時(shí)間為

s。參考答案：16

2010.在學(xué)了自由落體運(yùn)動(dòng)這一部分內(nèi)容后，有同學(xué)計(jì)算，若有雨滴從距地面2.5km高空自由落下，到達(dá)地面時(shí)速度將超過200m／s，事實(shí)上誰也未見過如此高速的雨滴．這引發(fā)了一些同學(xué)的思考：雨滴在下落時(shí)肯定受到了空氣阻力的作用．那它究竟是如何運(yùn)動(dòng)的呢?有一組同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用膠木球在水中的自由下落來模擬雨滴在空氣中的下落過程．實(shí)驗(yàn)中，膠木球從某一高度豎直落下，用閃光照相方法拍攝了小球在不同時(shí)刻的位置，如圖所示．(1)請你根據(jù)此閃光照片定性描述出小球的運(yùn)動(dòng)情形：_______________；(2)對(duì)于小球下落時(shí)所受的阻力，我們可以作最簡單的猜想：阻力(F)與小球速度(v)_________________，即F＝k__________(k為阻力常數(shù))．已知照相機(jī)的閃光頻率為f，圖中刻度尺的最小分度為s0，小球的質(zhì)量為m．若猜想成立，則由此閃光照片及上述已知條件可求得膠木球在水中下落時(shí)的阻力常數(shù)k＝________________。參考答案：11.（4分）驗(yàn)證一切物體相同的下落規(guī)律已成為物理學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一，1971年，“阿波羅15號(hào)”宇航員斯科特剛踏上月球表面，他就忍不住在電視鏡頭面前重做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)：讓一根羽毛和一柄錘子同時(shí)落下，隨后激動(dòng)地說，如果沒有

的發(fā)現(xiàn)，他就不可能到達(dá)他正踏著的那個(gè)地方。月球是目前人類到達(dá)的除地球外的惟一星體。月球上沒有空氣，是進(jìn)行

實(shí)驗(yàn)的理想場所。參考答案：

答案：伽利略；自由落體12.在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”活動(dòng)中，某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩完全相同的小車前端系上細(xì)線，細(xì)線跨過滑輪并分別掛上裝有不同質(zhì)量砝碼的盤，兩小車尾部細(xì)線水平連到控制裝置上，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過控制細(xì)線使兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，然后同時(shí)停止。實(shí)驗(yàn)中：（1）應(yīng)使砝碼和盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這時(shí)可認(rèn)為小車受到的合力的大小等于

。（2）若測得小車1、2的位移分別為x1和x2，則小車1、2的加速度之比

。（3）要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還需測量的物理量是

。參考答案：(1)砝碼和盤的總重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)兩組砝碼和盤的總重量（質(zhì)量）（或盤的質(zhì)量、兩砝碼和盤的總重量的比值）14.（3分）在一次探究活動(dòng)中，某同學(xué)用如圖（a）所示的裝置測量鐵塊A與放在光滑水平桌面上的金屬板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1.5㎏，用水平恒力F向左拉金屬板B，使其向左運(yùn)動(dòng)，彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖所示，g取10m/s2，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)=

0.28-0.30

參考答案：1）0.29～0.30（3分）

（2）0.80三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換），其中B→C過程中內(nèi)能減少900J．求A→B→C過程中氣體對(duì)外界做的總功．參考答案：W=1500J【詳解】由題意可知，過程為等壓膨脹，所以氣體對(duì)外做功為：過程：由熱力學(xué)第一定律得：

則氣體對(duì)外界做的總功為：

代入數(shù)據(jù)解得：。15.將下圖中的電磁鐵連入你設(shè)計(jì)的電路中（在方框內(nèi)完成），要求：A．電路能改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；B．使小磁針靜止時(shí)如圖所示。參考答案：（圖略）要求畫出電源和滑動(dòng)變阻器，注意電源的正負(fù)極。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（12分）如圖甲所示，一質(zhì)量為m=1kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點(diǎn)，從t=0時(shí)刻開始，物體在受按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用下向右運(yùn)動(dòng)，第3s末物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度剛好為0，第5s末物塊剛好回到A點(diǎn)，已知物塊與粗糙水平間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，求：（g取10m/s2）

（1）AB間的距離；

（2）水平力F在5s時(shí)間內(nèi)對(duì)物塊所做功．參考答案：解析：（1）在3s~5s物塊在水平恒力F作用下由B點(diǎn)勻加速直線運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，設(shè)加速度為a，AB間的距離為S，則

①（2分）

②（1分）

③（2分）

（2）設(shè)整個(gè)過程中F所做功為WF，物塊回到A點(diǎn)的速度為vA，由動(dòng)能定理得：

④

（3分）

⑤

（2分）

（2分）17.（計(jì)算）如圖所示，在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，一絕緣輕質(zhì)細(xì)桿l可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，A端有一個(gè)帶正電的小球，電荷量為q，質(zhì)量為m．將細(xì)桿從水平位置自由釋放，則：（1）請說明小球由A到B的過程中電勢能如何變化？（2）求出小球在最低點(diǎn)時(shí)的速率．（3）求在最低點(diǎn)時(shí)絕緣桿對(duì)小球的作用力．參考答案：(1)電勢能減小(2)(3)T=3mg+2Eq．考點(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用；牛頓第二定律；電場強(qiáng)度；電勢能解：（1）因?yàn)橛葾到B過程中電場力做正功，所以電勢能減?。?）由動(dòng)能定理得：故小球在最低點(diǎn)的速率（3）在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得：T=3mg+2Eq

故最低點(diǎn)絕緣桿對(duì)小球的作用力T=3mg+2Eq．18.據(jù)報(bào)道，北京首條磁懸浮列車運(yùn)營線路已經(jīng)完成前期準(zhǔn)備工作，正待命開工。磁懸浮列車它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可簡化為如圖12模型：固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長邊MN長為l，平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖甲所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，即B=B0sin（2π），如圖乙所示。金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個(gè)磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移。列車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向勻速行駛，速度為v(v<v0)。列車所受總阻力雖然很小但不能忽略。設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略。（1）可以證明，當(dāng)線框?qū)挾萪=λ/2時(shí)，列車可以獲得最大驅(qū)動(dòng)力，求驅(qū)動(dòng)力的最大值；（2）由于列車與磁場的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力大小在隨時(shí)間變化。寫出驅(qū)動(dòng)力大小隨時(shí)間的變化關(guān)系式；（3）為了列車平穩(wěn)運(yùn)行，設(shè)計(jì)方案是在此線框前方合適位置再加一組與線框MNPQ同樣的線框M'N'P'Q'，兩線框間距離滿足一定條件時(shí)，列車可以獲得恒定的驅(qū)動(dòng)力。求恒定驅(qū)動(dòng)力大小及在兩線框不重疊的情況下兩組線框的MN與M'N'邊的最小距離。參考答案：（1）為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力，MN、PQ應(yīng)位于磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度同為最大值且反向的位置，這會(huì)使得金屬框中感應(yīng)電動(dòng)勢最大，電流最強(qiáng)，也會(huì)使得金屬框長邊受到的安培力最大。此時(shí)線框中總的感應(yīng)電動(dòng)勢為Em=2B0l（v0-v）相應(yīng)的，根據(jù)閉合電路歐姆定律Im=

設(shè)此時(shí)現(xiàn)況MN邊受到的安培力為Fm，根據(jù)安培力公式F=BIl

最大驅(qū)動(dòng)力Fm=2B0ImlFm=（2）從MN邊在x=0處開始計(jì)時(shí)，MN邊到達(dá)x坐標(biāo)處，磁場向右移動(dòng)了v0t設(shè)此時(shí)線框中總的感應(yīng)電動(dòng)勢為e，則e=2B0l（v0-v）sin（2π）相應(yīng)的，感應(yīng)